קלוד שאנון

קלוד שאנון

קלוד אלווד שאנון (Claude Elwood Shannon) (30 באפריל 1916 – 24 בפברואר 2001) היה איש אשכולות אמריקאי, מתמטיקאי, מהנדס חשמל, מדען מחשב, קריפטוגרף וממציא, הידוע כ"אבי תורת האינפורמציה" והאדם שהניח את היסודות לעידן המידע.

שאנון היה בין הראשונים לתאר את השימוש באלגברה בוליאנית – החיונית לכל המעגלים האלקטרוניים הדיגיטליים – וסייע בהקמת תחום הבינה המלאכותית. רובוטיקאי רודני ברוקס (Rodney Brooks) הכריז על שאנון כמהנדס המאה ה-20 שתרם הכי הרבה לטכנולוגיות של המאה ה-21, והמתמטיקאי סולומון גולומב (Solomon W. Golomb) תיאר את הישגו האינטלקטואלי כ"אחד הגדולים של המאה העשרים".

באוניברסיטת מישיגן, שאנון סיים תואר ראשון במדעים בהנדסת חשמל ובמתמטיקה, שניהם בשנת 1936. בשנה שלאחר מכן, בתזה שלו לתואר שני בהנדסת חשמל ב-MIT, "ניתוח סימבולי של מעגלי ממסרים ומיתוג" (A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits), הוא הוכיח שיישומים חשמליים של אלגברה בוליאנית יכולים לבנות כל קשר מספרי לוגי, ובכך ביסס את התאוריה שמאחורי המחשוב הדיגיטלי והמעגלים הדיגיטליים. עבודה זו, המכונה על ידי חלק מהאנשים כתזה החשובה ביותר לתואר שני בכל הזמנים, היא "תעודת הלידה של המהפכה הדיגיטלית", והיא החלה קריירה של עבודה שהובילה אותו לזכייה בפרס קיוטו בשנת 1985. הוא סיים את לימודיו ב-MIT בשנת 1940 עם דוקטורט במתמטיקה; התזה שלו, שהתמקדה בגנטיקה, הכילה תוצאות חשובות אם כי נותרה לא מפורסמת ובלתי ידועה יחסית עד לאחרונה.

שאנון תרם לתחום הקריפטואנליזה עבור ההגנה הלאומית של ארצות הברית במהלך מלחמת העולם השנייה, כולל עבודתו הבסיסית על פיצוח צפנים ותקשורת מאובטחת, וכתיבת מאמר שנחשב לאחד מנדבכי היסוד של הקריפטוגרפיה המודרנית, כאשר עבודתו מתוארת כ"נקודת מפנה, שסימנה את סגירת הקריפטוגרפיה הקלאסית ואת תחילת הקריפטוגרפיה המודרנית". עבודתו הייתה בסיסית לקריפטוגרפיה סימטרית, כולל עבודתו של הורסט פייסטל (Horst Feistel), תקן הצפנת הנתונים (DES) ותקן ההצפנה המתקדם (AES). כתוצאה מכך, שאנון כונה "אבי הקריפטוגרפיה המודרנית".

מאמרו משנת 1948 "תאוריה מתמטית של תקשורת" (A Mathematical Theory of Communication) הניח את היסודות לתחום תורת האינפורמציה, המכונה "תוכנית לעידן הדיגיטלי" על ידי מהנדס החשמל רוברט גלאגר (Robert G. Gallager) ו"המגנה כרטה של עידן המידע" על ידי סיינטיפיק אמריקן. גולומב השווה את השפעתו של שאנון על העידן הדיגיטלי לזו ש"לממציא האלפבית הייתה על הספרות". שאנון נחשב גם לתורם החשוב ביותר לתאוריה לאחר 1948. התקדמויות בתחומי מדע מרובים השתמשו בתאוריה של שאנון – כולל המצאת התקליטור, פיתוח האינטרנט, המסחור של הטלפוניה הניידת והבנת חורים שחורים. הוא הציג רשמית את המונח "ביט" (bit), והיה שותף להמצאת אפנון דופק-קוד (pulse-code modulation) והמחשב הלביש הראשון. הוא גם המציא את גרף זרימת האותות.

שאנון הצטרף לקבוצה המייעצת המיוחדת לקריפטולוגיה של ה-CIA בשנת 1951. מ-1956 עד 1978, הוא היה פרופסור ב-MIT. הוא גם תרם תרומות רבות לתחום הבינה המלאכותית, כולל ארגון משותף של סדנת דארטמות' ב-1956, הנחשבת לאירוע המכונן של התחום, ומאמרים על תכנות מחשבי שחמט. מכונת התזאוס (Theseus) שלו הייתה המכשיר החשמלי הראשון שלמד בדרך של ניסוי וטעייה, והייתה אחת הדוגמאות הראשונות לבינה מלאכותית.

ביוגרפיה

### ילדות

משפחת שאנון חיה בגיילורד, מישיגן. קלוד נולד בבית חולים בעיר הסמוכה פטוסקי. אביו, קלוד האב (1862–1934), היה איש עסקים ולזמן מה שופט לענייני צוואות בגיילורד. אמו, מייבל וולף שאנון (1880–1945), הייתה מורה לשפות, ששימשה גם כמנהלת תיכון גיילורד. קלוד האב היה צאצא של מתיישבים מניו ג'רזי, בעוד שמייבל הייתה בת למהגרים גרמנים. משפחתו של שאנון הייתה פעילה בכנסייה המתודיסטית שלהם במהלך נעוריו.

רוב 16 השנים הראשונות לחייו של שאנון עברו בגיילורד, שם למד בבית ספר ציבורי וסיים את תיכון גיילורד ב-1932. שאנון הראה נטייה למקצועות מכניים וחשמליים. המקצועות הטובים ביותר שלו היו מדעים ומתמטיקה. בבית, הוא בנה מכשירים כמו דגמי מטוסים, סירת דגם בשליטת רדיו ומערכת טלגרף מחוטי תיל לביתו של חבר במרחק חצי מייל משם. בזמן שגדל, הוא גם עבד כשליח עבור חברת וסטרן יוניון.

גיבור ילדותו של שאנון היה תומאס אדיסון, שמאוחר יותר גילה שהוא בן דוד רחוק: השניים היו צאצאים של ג'ון אוגדן (1609–1682), מנהיג קולוניאלי ואב קדמון של אנשים מכובדים רבים.

### מעגלים לוגיים

בשנת 1932, שאנון נכנס לאוניברסיטת מישיגן, שם נחשף לעבודתו של ג'ורג' בול (George Boole). הוא סיים את לימודיו ב-1936 עם שני תארים ראשונים: אחד בהנדסת חשמל והשני במתמטיקה.

בשנת 1936, שאנון החל את לימודיו לתואר שני בהנדסת חשמל במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), שם עבד על המנתח הדיפרנציאלי של וניבר בוש (Vannevar Bush), שהיה מחשב אנלוגי מוקדם שהורכב מחלקים אלקטרו-מכניים ויכול היה לפתור משוואות דיפרנציאליות. בזמן שלמד את המעגלים המסובכים של מנתח זה, שאנון תכנן מעגלי מיתוג המבוססים על המושגים של בול. בשנת 1937, הוא כתב את התזה שלו לתואר שני, "ניתוח סימבולי של מעגלי ממסרים ומיתוג", כאשר מאמר מתזה זו פורסם ב-1938. עבודה מהפכנית לתאוריית מעגלי מיתוג, שבה שאנון שרטט מעגלי מיתוג שיכולים ליישם את האופרטורים החיוניים של אלגברה בוליאנית. לאחר מכן הוא הוכיח שניתן להשתמש במעגלי המיתוג שלו כדי לפשט את הסידור של הממסרים האלקטרו-מכניים ששימשו באותה תקופה במתגי ניתוב שיחות טלפון. לאחר מכן, הוא הרחיב את המושג הזה, והוכיח שמעגלים אלו יכולים לפתור את כל הבעיות שאלגברה בוליאנית יכולה לפתור. בפרק האחרון, הוא הציג תרשימים של מספר מעגלים, כולל מחבר מלא דיגיטלי של 4 ביט. עבודתו הייתה שונה משמעותית מעבודתם של מהנדסים קודמים כמו אקירה נקאשימה (Akira Nakashima), שעדיין הסתמכו על תאוריית המעגלים הקיימת של התקופה ונקטו בגישה מבוססת. הרעיונות של שאנון היו מופשטים יותר והסתמכו על מתמטיקה, ובכך פרצו דרך חדשה עם עבודתו, כאשר גישתו שולטת בהנדסת החשמל המודרנית.

שימוש במתגים חשמליים ליישום לוגיקה הוא המושג הבסיסי העומד בבסיס כל המחשבים הדיגיטליים האלקטרוניים. עבודתו של שאנון הפכה לבסיס של תכנון מעגלים דיגיטליים, ככל שהפכה לידועה בקהילת הנדסת החשמל במהלך ואחרי מלחמת העולם השנייה. הקפדנות התאורטית של עבודתו של שאנון החליפה את השיטות האד-הוק ששררו בעבר. בשנת 1987, הווארד גרדנר (Howard Gardner) הילל את התזה של שאנון כ"אולי התזה החשובה ביותר, וגם המפורסמת ביותר, לתואר שני של המאה". הרמן גולדסטין (Herman Goldstine) תיאר אותה ב-1972 כ"בוודאי... אחת התזות החשובות ביותר לתואר שני שנכתבו אי פעם... היא עזרה לשנות את תכנון המעגלים הדיגיטליים מאמנות למדע". אחד הסוקרים של עבודתו העיר כי "למיטב ידיעתי, זהו היישום הראשון של שיטות הלוגיקה הסימבולית לבעיה הנדסית מעשית כל כך. מנקודת מבט של מקוריות אני מדרג את המאמר כמצטיין". התזה של שאנון לתואר שני זכתה בפרס אלפרד נובל לשנת 1939.

שאנון קיבל את הדוקטורט שלו במתמטיקה מ-MIT בשנת 1940. וניבר בוש הציע ששאנון יעבוד על עבודת הדוקטורט שלו במעבדת קולד ספרינג הארבור, כדי לפתח ניסוח מתמטי לגנטיקה מנדליאנית. מחקר זה הוביל לתזה של שאנון לדוקטורט, שנקראה "אלגברה לגנטיקה תאורטית". עם זאת, התזה לא פורסמה לאחר ששאנון איבד עניין, אך היא אכן הכילה תוצאות חשובות. ראוי לציין שהוא היה אחד הראשונים ליישם מסגרת אלגברית כדי לחקור גנטיקה תאורטית של אוכלוסיות. בנוסף, שאנון הגה ביטוי כללי להתפלגות של מספר תכונות מקושרות באוכלוסייה לאחר דורות מרובים תחת מערכת הזדווגות אקראית, שהיה מקורי באותה עת, כאשר התאוריה החדשה לא פותחה על ידי גנטיקאים אחרים של אוכלוסיות באותה תקופה.

בשנת 1940, שאנון הפך לעמית מחקר לאומי במכון ללימודים מתקדמים בפרינסטון, ניו ג'רזי. בפרינסטון, לשאנון הייתה הזדמנות לדון ברעיונותיו עם מדענים ומתמטיקאים משפיעים כמו הרמן וייל (Hermann Weyl) וג'ון פון נוימן (John von Neumann), והיו לו גם מפגשים מזדמנים עם אלברט איינשטיין וקורט גדל (Kurt Gödel). שאנון עבד בחופשיות בין דיסציפלינות, ויכולת זו עשויה הייתה לתרום לפיתוח המאוחר שלו של תורת האינפורמציה המתמטית.

### מחקר בזמן מלחמה

שאנון עבד במעבדות בל (Bell Labs) במשך כמה חודשים בקיץ 1937, וחזר לשם כדי לעבוד על מערכות בקרת אש וקריפטוגרפיה במהלך מלחמת העולם השנייה, תחת חוזה עם סעיף D-2 (סעיף מערכות בקרה) של הוועדה הלאומית למחקר הגנה (NDRC).

שאנון זוכה בהמצאת גרפי זרימת אותות, בשנת 1942. הוא גילה את נוסחת הרווח הטופולוגית בזמן שחקר את הפעולה התפקודית של מחשב אנלוגי.

במשך חודשיים בתחילת 1943, שאנון בא במגע עם המתמטיקאי הבריטי המוביל אלן טיורינג (Alan Turing). טיורינג נשלח לוושינגטון כדי לחלוק עם שירות הקריפטואנליזה של הצי האמריקאי את השיטות ששימשו את בית הספר הממשלתי לקודים וצפנים בבלצ'לי פארק כדי לפצח את הצפנים ששימשו את צוללות הקריגסמרינה בצפון האוקיינוס האטלנטי. הוא גם התעניין בהצפנת דיבור ולשם כך בילה זמן במעבדות בל. שאנון וטיורינג נפגשו בשעת התה בקפיטריה. טיורינג הראה לשאנון את מאמרו משנת 1936 שהגדיר את מה שידוע כיום כ"מכונת טיורינג אוניברסלית". זה הרשים את שאנון, שכן רבים מהרעיונות שלו השלימו את שלו.

שאנון והצוות שלו פיתחו מערכות נגד מטוסים שעקבו אחר טילים ומטוסים של האויב, תוך קביעת נתיבים ליירוט טילים.

בשנת 1945, כשהמלחמה הגיעה לסיומה, ה-NDRC פרסמה סיכום של דוחות טכניים כצעד אחרון לפני סגירתה הסופית. בתוך הכרך על בקרת אש, מאמר מיוחד שכותרתו "החלקת נתונים וחיזוי במערכות בקרת אש", שנכתב בשיתוף על ידי שאנון, ראלף ביבי בלקמן (Ralph Beebe Blackman) והנדריק וייד בודה (Hendrik Wade Bode), התייחס רשמית לבעיית החלקת הנתונים בבקרת אש על ידי אנלוגיה ל"בעיה של הפרדת אות מרעש מפריע במערכות תקשורת."

עבודתו של שאנון על קריפטוגרפיה הייתה קשורה עוד יותר לפרסומיו המאוחרים על תורת התקשורת. בסיום המלחמה, הוא הכין מזכר מסווג עבור מעבדות בל טלפון שכותרתו "תאוריה מתמטית של קריפטוגרפיה", מתוארך לספטמבר 1945. גרסה לא מסווגת של מאמר זה פורסמה ב-1949 כ"תורת התקשורת של מערכות סודיות" בכתב העת הטכני של מערכת בל. מאמר זה שילב רבים מהמושגים והניסוחים המתמטיים שהופיעו גם ב"תאוריה מתמטית של תקשורת" שלו. שאנון אמר שתובנותיו בזמן המלחמה על תורת התקשורת וקריפטוגרפיה התפתחו בו-זמנית, וכי "הן היו כל כך קרובות זו לזו שלא יכולת להפריד ביניהן". בהערת שוליים ליד תחילת הדו"ח המסווג, שאנון הודיע על כוונתו "לפתח תוצאות אלו... במזכר עתידי על העברת מידע."

בזמן שהיה במעבדות בל, שאנון הוכיח שהפנקס החד-פעמי (one-time pad) הקריפטוגרפי הוא בלתי ניתן לפיצוח במחקרו המסווג שפורסם מאוחר יותר ב-1949. אותו מאמר הוכיח גם שכל מערכת בלתי ניתנת לפיצוח חייבת להיות בעלת אותם מאפיינים של הפנקס החד-פעמי: המפתח חייב להיות אקראי באמת, גדול כמו הטקסט הפשוט, לעולם לא בשימוש חוזר בשלמותו או בחלקו, ולהישמר בסוד.

### תורת האינפורמציה

בשנת 1948, המזכר המובטח הופיע כ"תאוריה מתמטית של תקשורת", מאמר בשני חלקים בגיליונות יולי ואוקטובר של כתב העת הטכני של מערכת בל. עבודה זו מתמקדת בבעיה של הדרך הטובה ביותר לקודד את ההודעה ששולח רוצה לשדר. שאנון פיתח את אנטרופיית המידע כמדד לתוכן המידע בהודעה, שהוא מדד לאי-ודאות המופחתת על ידי ההודעה. בכך, הוא למעשה המציא את תחום תורת האינפורמציה.

הספר "התאוריה המתמטית של תקשורת" מדפיס מחדש את מאמרו של שאנון מ-1948 ואת הפופולריזציה שלו על ידי וורן ויבר (Warren Weaver), הנגישה למי שאינו מומחה. ויבר ציין שהמילה "מידע" בתורת התקשורת אינה קשורה למה שאתה אומר, אלא למה שאתה יכול לומר. כלומר, מידע הוא מדד לחופש הבחירה של האדם כאשר הוא בוחר הודעה. המושגים של שאנון זכו לפופולריות גם, בכפוף להגהה שלו, בספרו של ג'ון רובינסון פירס (John Robinson Pierce) "סמלים, אותות ורעש".

תרומתה הבסיסית של תורת האינפורמציה לעיבוד שפה טבעית ובלשנות חישובית בוססה עוד יותר בשנת 1951, במאמרו "חיזוי ואנטרופיה של אנגלית מודפסת", המראה גבולות עליונים ותחתונים של אנטרופיה על הסטטיסטיקה של האנגלית – מה שנותן בסיס סטטיסטי לניתוח שפה. בנוסף, הוא הוכיח שהתייחסות לרווח כאות ה-27 באלפבית למעשה מורידה את אי-הוודאות בשפה הכתובה, ומספקת קשר כמותי ברור בין פרקטיקה תרבותית לקוגניציה הסתברותית.

מאמר בולט נוסף שפורסם ב-1949 הוא "תורת התקשורת של מערכות סודיות", גרסה לא מסווגת של עבודתו בזמן המלחמה על התאוריה המתמטית של קריפטוגרפיה, שבה הוכיח שכל הצפנים הבלתי ניתנים לפיצוח תאורטית חייבים להיות בעלי אותן דרישות כמו הפנקס החד-פעמי. הוא זוכה בהצגת משפט הדגימה, אותו גזר כבר ב-1940, ואשר עוסק בייצוג אות בזמן רציף מקבוצה (אחידה) של דגימות בדידות. תאוריה זו הייתה חיונית לאפשר לתקשורת לעבור ממערכות שידור אנלוגיות לדיגיטליות בשנות ה-60 ואילך. הוא כתב מאמר נוסף בשנת 1956 בנוגע לקידוד עבור ערוץ רועש, שהפך גם הוא למאמר קלאסי בתחום תורת האינפורמציה. עם זאת, גם ב-1956 הוא כתב מאמר מערכת של עמוד אחד עבור "IRE Transactions on Information Theory" שכותרתו "הטרנד" (The Bandwagon) שאותו פתח בהתבוננות: "תורת האינפורמציה הפכה, בשנים האחרונות, למעין טרנד מדעי" ואותו סיכם באזהרה: "רק על ידי שמירה על גישה מדעית יסודית נוכל להשיג התקדמות אמיתית בתורת התקשורת ולבסס את עמדתנו הנוכחית."

השפעתו של קלוד שאנון הייתה עצומה בתחום, למשל, באוסף מאמרים מרכזיים משנת 1973 בתחום תורת האינפורמציה, הוא היה מחבר או שותף לכתיבת 12 מתוך 49 המאמרים שצוטטו, בעוד שאף אחד אחר לא הופיע יותר משלוש פעמים. גם מעבר למאמרו המקורי ב-1948, הוא עדיין נחשב לתורם החשוב ביותר לתאוריה לאחר 1948.

במאי 1951, מרווין קלי (Mervin Kelly) קיבל בקשה ממנהל ה-CIA, הגנרל וולטר בדל סמית' (Walter Bedell Smith), בנוגע לשאנון ולצורך בו, שכן שאנון נחשב, על סמך "הסמכות הטובה ביותר", ל"מדען המוסמך ביותר בתחום הספציפי המדובר". כתוצאה מהבקשה, שאנון הפך לחלק מהקבוצה המייעצת המיוחדת לקריפטולוגיה של ה-CIA או SCAG.

בתקופתו במעבדות בל, הוא גם פיתח במשותף אפנון דופק-קוד לצד ברנרד מ. אוליבר (Bernard M. Oliver) וג'ון ר. פירס (John R. Pierce).

### בינה מלאכותית

תזאוס, העכבר

בשנת 1950, שאנון תכנן ובנה, בעזרת אשתו בטי, מכונת למידה בשם תזאוס (Theseus). היא הורכבה ממבוך על משטח, שדרכו יכול היה עכבר מכני לנוע. מתחת למשטח היו חיישנים (מעגל ממסר אלקטרו-מכני) שעקבו אחר נתיב העכבר המכני דרך המבוך. העכבר תוכנן לחפש במסדרונות עד שמצא את המטרה. לאחר שעבר במבוך, ניתן היה להניח את העכבר בכל מקום שבו היה קודם לכן, ובגלל ניסיונו הקודם הוא יכול היה ללכת ישירות למטרה. אם הונח בשטח לא מוכר, הוא תוכנן לחפש עד שהגיע למיקום ידוע ואז היה ממשיך למטרה, מוסיף את הידע החדש לזיכרונו ולומד התנהגות חדשה. לאחר ניסוי וטעייה רבים, מכשיר זה היה לומד את הנתיב הקצר ביותר דרך המבוך, ומכוון את העכבר המכני דרך המבוך. ניתן היה לשנות את דפוס המבוך כרצוננו, על ידי סידור מחדש של מחיצות ניידות. העכבר של שאנון נראה כמכשיר הלמידה המלאכותי הראשון מסוגו.

מזין גילברט (Mazin Gilbert) הצהיר שתזאוס "העניק השראה לכל תחום הבינה המלאכותית. ניסוי וטעייה אקראיים אלו הם הבסיס לבינה מלאכותית."

עבודות בינה מלאכותית אחרות

שאנון כתב מאמרים משפיעים מרובים על בינה מלאכותית, כגון מאמרו משנת 1950 שכותרתו "תכנות מחשב למשחק שחמט", ומאמרו משנת 1953 שכותרתו "מחשבים ואוטומטים". לצד ג'ון מקארתי (John McCarthy), הוא ערך במשותף ספר בשם "לימודי אוטומטים" (Automata Studies), שפורסם ב-1956. הקטגוריות במאמרים בתוך הכרך הושפעו מכותרות הנושאים של שאנון עצמו במאמרו מ-1953. שאנון חלק את מטרתו של מקארתי ליצור מדע של מכונות אינטליגנטיות, אך גם החזיק בתפיסה רחבה יותר של גישות בנות קיימא בלימודי אוטומטים, כגון רשתות עצביות, מכונות טיורינג, מנגנונים קיברנטיים ועיבוד סימבולי על ידי מחשב.

שאנון ארגן והשתתף בסדנת דארטמות' של 1956, לצד ג'ון מקארתי, מרווין מינסקי (Marvin Minsky) ונתנאל רוצ'סטר (Nathaniel Rochester), שנחשבת לאירוע המכונן של תחום הבינה המלאכותית.

### הוראה ב-MIT

בשנת 1956 שאנון הצטרף לסגל MIT, כשהוא מחזיק בקתדרה ממומנת. הוא עבד במעבדת המחקר לאלקטרוניקה (RLE). הוא המשיך לשרת בסגל MIT עד 1978.

### חיים מאוחרים

שאנון חלה במחלת אלצהיימר ובילה את השנים האחרונות לחייו בבית אבות. הוא נפטר בשנת 2001, והותיר אחריו את אשתו, בן ובת, ושתי נכדות.

### תחביבים והמצאות

מחוץ לעיסוקיו האקדמיים של שאנון, הוא התעניין בלהטוטנות, רכיבה על חד-אופן ושחמט. הוא גם המציא מכשירים רבים, כולל מחשב ספרות רומיות בשם THROBAC, ומכונות להטוטנות. הוא בנה מכשיר שיכול לפתור את פאזל הקובייה ההונגרית.

שאנון גם המציא חצוצרות יורקות אש, פריסבי מונע רקטות ונעלי קצף פלסטיק לניווט באגם, שעל ידי לבישתן היה נראה לצופה כאילו שאנון הולך על המים.

שאנון תכנן את ה-Minivac 601, מאמן מחשב דיגיטלי כדי ללמד אנשי עסקים כיצד מחשבים מתפקדים. הוא נמכר על ידי חברת הפיתוח המדעי החל מ-1961.

הוא נחשב בנוסף לשותף להמצאת המחשב הלביש הראשון יחד עם אדוארד או. תורפ (Edward O. Thorp). המכשיר שימש לשיפור הסיכויים בעת משחק רולטה.

### חיים אישיים

שאנון התחתן עם נורמה לבור (Norma Levor), אינטלקטואלית עשירה, יהודייה ושמאלנית, בינואר 1940. הנישואים הסתיימו בגירושין שנה לאחר מכן. לבור נישאה מאוחר יותר לבן ברזמן (Ben Barzman).

שאנון פגש את אשתו השנייה, מרי אליזבת מור (בטי), כשהייתה אנליסטית נומרית במעבדות בל. הם נישאו ב-1949. בטי סייעה לקלוד בבניית כמה מהמצאותיו המפורסמות ביותר. נולדו להם שלושה ילדים.

שאנון הציג את עצמו כא-פוליטי וכאתאיסט.

### הוקרה ומורשת

ישנם שישה פסלים של שאנון שפוסלו על ידי יוג'ין דאוב (Eugene Daub): אחד באוניברסיטת מישיגן; אחד ב-MIT במעבדה למערכות מידע והחלטות; אחד בגיילורד, מישיגן; אחד באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו; אחד במעבדות בל; ואחר במעבדות שאנון של AT&T. הפסל בגיילורד ממוקם בפארק הזיכרון קלוד שאנון. לאחר פירוק מערכת בל, החלק של מעבדות בל שנשאר עם תאגיד AT&T נקרא מעבדות שאנון לכבודו.

ביוני 1954, שאנון נרשם על ידי פורצ'ן כאחד מ-20 המדענים החשובים ביותר באמריקה. בשנת 2013, תורת האינפורמציה נרשמה כאחת מ-10 התאוריות המדעיות המהפכניות ביותר על ידי Science News.

לדברי ניל סלואן (Neil Sloane), עמית AT&T שערך במשותף את האוסף הגדול של מאמרי שאנון ב-1993, הפרספקטיבה שהוצגה על ידי תורת התקשורת של שאנון (הנקראת כיום "תורת האינפורמציה") היא הבסיס למהפכה הדיגיטלית, וכל מכשיר המכיל מיקרו-מעבד או מיקרו-בקר הוא צאצא רעיוני של פרסומו של שאנון ב-1948: "הוא אחד האנשים הגדולים של המאה. בלעדיו, שום דבר ממה שאנחנו מכירים היום לא היה קיים. כל המהפכה הדיגיטלית התחילה איתו." יחידת המטבע הקריפטוגרפי שאנון (מילה נרדפת ל-gwei, מיליארד wei) נקראת על שמו.

שאנון זוכה על ידי רבים ביצירה במו ידיו של תורת האינפורמציה ובהנחת היסודות לעידן הדיגיטלי.

הישגיו נחשבים לשווים לאלו של אלברט איינשטיין, סר אייזק ניוטון וצ'ארלס דרווין.

הספר "מוח במשחק" (A Mind at Play), ביוגרפיה של שאנון שנכתבה על ידי ג'ימי סוני (Jimmy Soni) ורוב גודמן (Rob Goodman), פורסמה ב-2017. הם תיארו את שאנון כ"גאון החשוב ביותר שמעולם לא שמעתם עליו, אדם שהאינטלקט שלו היה שווה לאלברט איינשטיין ואייזק ניוטון". היועץ והסופר טום רטלדג' (Tom Rutledge), שכתב עבור בוסטון רוויו, הצהיר כי "מבין חלוצי המחשב שהניעו את מהפכת טכנולוגיית המידע של אמצע המאה ה-20 – מועדון גברים מובחר של חוקרים-מהנדסים שעזרו גם לפצח צפנים נאציים ולאתר מסלולי טילים – שאנון אולי היה המבריק מכולם." מהנדס החשמל רוברט גלאגר הצהיר על שאנון כי "הייתה לו בהירות חזון מדהימה. גם לאיינשטיין הייתה כזו – היכולת לקחת בעיה מסובכת ולמצוא את הדרך הנכונה להסתכל עליה, כך שהדברים הופכים פשוטים מאוד." בהספד מאת ניל סלואן ורוברט קלדרבנק (Robert Calderbank), הם הצהירו כי "שאנון חייב להיות מדורג קרוב לראש הרשימה של דמויות מרכזיות במדע של המאה העשרים". בשל עבודתו בתחומים מרובים, שאנון נחשב גם לאיש אשכולות.

ההיסטוריון ג'יימס גליק (James Gleick) ציין את חשיבותו של שאנון, וקבע כי "איינשטיין בולט, ובצדק. אבל אנחנו לא חיים בעידן היחסות, אנחנו חיים בעידן המידע. זה שאנון שטביעות האצבע שלו נמצאות על כל מכשיר אלקטרוני שבבעלותנו, על כל מסך מחשב שאנחנו מביטים בו, על כל אמצעי תקשורת דיגיטלית. הוא אחד האנשים האלה שמשנים את העולם כל כך, שאחרי השינוי, העולם הישן נשכח." גליק ציין עוד כי "הוא יצר תחום שלם מאפס, ממצחו של זאוס".

ב-30 באפריל 2016, שאנון זכה לכבוד עם גוגל דודל כדי לחגוג את חייו ביום הולדתו ה-100.

הסרט "שחקן הביט" (The Bit Player), סרט עלילתי על שאנון בבימויו של מארק לוינסון (Mark Levinson), הוקרן בבכורה בפסטיבל המדע העולמי ב-2019. הסרט, שנשאב מראיונות שנערכו עם שאנון בביתו בשנות ה-80, יצא לאקרנים באמזון פריים באוגוסט 2020.

קלוד (Claude), מודל השפה הגדול שפותח על ידי חברת מחקר הבינה המלאכותית אנתרופיק (Anthropic), קרוי בחלקו לכבודו של שאנון.

התאוריה המתמטית של תקשורת

### תרומתו של ויבר

הספר "התאוריה המתמטית של תקשורת" של שאנון מתחיל בפרשנות של עבודתו שלו על ידי וורן ויבר. למרות שכל עבודתו של שאנון עוסקת בתקשורת עצמה, וורן ויבר תקשר את רעיונותיו בצורה כזו שמי שלא היה רגיל לתאוריה ומתמטיקה מורכבות יכול היה להבין את החוקים הבסיסיים שהציב. השילוב של יכולות התקשורת והרעיונות הייחודיים שלהם יצר את מודל שאנון-ויבר, אם כי היסודות המתמטיים והתאורטיים נובעים כולם מעבודתו של שאנון לאחר ההקדמה של ויבר. עבור ההדיוט, ההקדמה של ויבר מתקשרת טוב יותר את "התאוריה המתמטית של תקשורת", אך הלוגיקה, המתמטיקה והדיוק האקספרסיבי של שאנון היו אחראים להגדרת הבעיה עצמה.

עבודות אחרות

### הערכתו של שאנון למורכבות השחמט

בשנת 1949 שאנון השלים מאמר (פורסם במרץ 1950) המעריך את מורכבות עץ המשחק של השחמט, שהיא בערך 10. מספר זה מכונה כיום לעתים קרובות "מספר שאנון", ועדיין נחשב כיום להערכה מדויקת של מורכבות המשחק. המספר מצוטט לעתים קרובות כאחד המחסומים לפתרון משחק השחמט באמצעות ניתוח ממצה (כלומר ניתוח כוח גס).

### תוכנית השחמט הממוחשבת של שאנון

ב-9 במרץ 1949, שאנון הציג מאמר בשם "תכנות מחשב למשחק שחמט". המאמר הוצג בכנס המכון למהנדסי רדיו בניו יורק. הוא תיאר כיצד לתכנת מחשב לשחק שחמט על בסיס ניקוד מיקום ובחירת מהלכים. הוא הציע אסטרטגיות בסיסיות להגבלת מספר האפשרויות שיש לשקול במשחק שחמט. במרץ 1950 הוא פורסם ב-Philosophical Magazine, ונחשב לאחד המאמרים הראשונים שפורסמו בנושא תכנות מחשב למשחק שחמט, ושימוש במחשב לפתרון המשחק. בשנת 1950, שאנון כתב מאמר שכותרתו "מכונה משחקת שחמט", שפורסם בסיינטיפיק אמריקן. לשני המאמרים הייתה השפעה עצומה והם הניחו את היסודות לתוכניות שחמט עתידיות.

התהליך שלו לגרום למחשב להחליט איזה מהלך לבצע היה הליך מינימקס, המבוסס על פונקציית הערכה של עמדת שחמט נתונה. שאנון נתן דוגמה גסה לפונקציית הערכה שבה הערך של עמדת השחור הופחת מזה של עמדת הלבן. חומר נספר לפי הערך היחסי הרגיל של כלי השחמט (נקודה אחת לחייל, 3 נקודות לפרש או רץ, 5 נקודות לצריח, ו-9 נקודות למלכה). הוא שקל כמה גורמים מיקומיים, והפחית חצי נקודה עבור כל חייל כפול, חייל אחורי וחייל מבודד; ניידות שולבה על ידי הוספת 0.1 נקודה עבור כל מהלך חוקי זמין.

### המקסימה של שאנון

שאנון ניסח גרסה של עקרון קרקהופס (Kerckhoffs' principle) כ"האויב מכיר את המערכת". בצורה זו היא ידועה כ"המקסימה של שאנון".

### שונות

שאנון תרם גם לקומבינטוריקה ולתורת הגילוי. מאמרו משנת 1948 הציג כלים רבים המשמשים בקומבינטוריקה. הוא עבד על תורת הגילוי ב-1944, כאשר עבודתו הייתה אחת החשיפות המוקדמות ביותר של עקרון "המסנן המותאם".

הוא היה ידוע כמשקיע מצליח שהעביר הרצאות על השקעות. דו"ח מבארונ'ס ב-11 באוגוסט 1986, פירט את הביצועים האחרונים של 1,026 קרנות נאמנות, ושאנון השיג תשואה גבוהה יותר מ-1,025 מהן. בהשוואת תיק ההשקעות של שאנון מסוף שנות ה-50 עד 1986, לזה של וורן באפט מ-1965 עד 1995, שאנון השיג תשואה של כ-28%, לעומת 27% עבור באפט. שיטה אחת כזו של שאנון כונתה "השד של שאנון", שהייתה ליצור תיק השקעות של חלקים שווים של מזומן ומניה, ולאזן מחדש באופן קבוע כדי לנצל את תנועות המחיר המזגזגות באקראי של המניה. שאנון דווח כמי שחשב זמן רב על פרסום בנושא השקעות, אך בסופו של דבר לא עשה זאת, למרות שהעביר הרצאות מרובות. הוא היה אחד המשקיעים הראשונים שהורידו מחירי מניות, ותמונת מצב של תיק ההשקעות שלו ב-1981 נמצאה כ-582,717.50 דולר, שמתרגמים ל-1.5 מיליון דולר ב-2015, לא כולל אחת ממניותיו האחרות.

הנצחות

### שנת המאה לשאנון

שנת המאה לשאנון, 2016, ציינה את חייו והשפעתו של שאנון במלאת מאה שנה להולדתו ב-30 באפריל 1916. היא קיבלה השראה בחלקה משנת אלן טיורינג. ועדה אד-הוק של אגודת תורת האינפורמציה של ה-IEEE, כולל כריסטינה פרגולי (Christina Fragouli), רודיגר אורבנקה (Rüdiger Urbanke), מישל אפרוס (Michelle Effros), לב ורשני (Lav Varshney) וסרחיו ורדו (Sergio Verdú), תיאמה אירועים ברחבי העולם. היוזמה הוכרזה בפאנל ההיסטוריה בסדנת תורת האינפורמציה של ה-IEEE בירושלים ובניוזלטר של אגודת תורת האינפורמציה של ה-IEEE.

רשימה מפורטת של אירועים מאושרים הייתה זמינה באתר האינטרנט של אגודת תורת האינפורמציה של ה-IEEE.

חלק מהפעילויות כללו:

- מעבדות בל אירחו את ועידת שאנון הראשונה על עתיד עידן המידע ב-28–29 באפריל 2016, במארי היל, ניו ג'רזי, כדי לחגוג את שאנון ואת ההשפעה המתמשכת של מורשתו על החברה. האירוע כלל נאומים מרכזיים של אישים וחזונים גלובליים של עידן המידע שיחקרו את השפעת תורת האינפורמציה על החברה ועל עתידנו הדיגיטלי, זיכרונות לא רשמיים ומצגות טכניות מובילות על עבודה קשורה לאחר מכן בתחומים אחרים כגון ביואינפורמטיקה, מערכות כלכליות ורשתות חברתיות. ישנה גם תחרות סטודנטים

- מעבדות בל השיקו תערוכת אינטרנט ב-30 באפריל 2016, המתעדת את העסקתו של שאנון במעבדות בל (תחת חוזה NDRC עם ממשלת ארה"ב), עבודתו שלאחר מכן שם מ-1942 עד 1957, ופרטים על המחלקה למתמטיקה. התערוכה הציגה גם ביוגרפיות של עמיתים ומנהלים במהלך כהונתו, כמו גם גרסאות מקוריות של כמה מהמזכרים הטכניים שהפכו לאחר מכן לידועים בצורה מפורסמת.

- הרפובליקה של מקדוניה הנפיקה בול הנצחה. בול הנצחה של ה-USPS מוצע, עם עצומה פעילה.

- סרט תיעודי על שאנון ועל השפעת תורת האינפורמציה, "שחקן הביט", הופק על ידי סרחיו ורדו ומארק לוינסון.

- חגיגה טרנס-אטלנטית של יובל המאתיים של ג'ורג' בול ושנת המאה של שאנון שמובילים יוניברסיטי קולג' קורק והמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. אירוע ראשון היה סדנה בקורק, "כשבול פוגש את שאנון", והוא ימשיך עם תערוכות במוזיאון המדע של בוסטון ובמוזיאון MIT.

- ארגונים רבים ברחבי העולם מקיימים אירועי ציון, כולל מוזיאון המדע של בוסטון, מוזיאון היינץ-ניקסדורף, המכון ללימודים מתקדמים, האוניברסיטה הטכנית של ברלין, אוניברסיטת דרום אוסטרליה (UniSA), אוניברסיטת קמפינאס (Unicamp), אוניברסיטת טורונטו, האוניברסיטה הסינית של הונג קונג, אוניברסיטת קהיר, טלקום פריז-טק, האוניברסיטה הטכנית הלאומית של אתונה, המכון ההודי למדע, המכון ההודי לטכנולוגיה בומביי, המכון ההודי לטכנולוגיה קאנפור, האוניברסיטה הטכנולוגית נאניאנג של סינגפור, אוניברסיטת מרילנד, אוניברסיטת אילינוי בשיקגו, בית הספר הפוליטכני הפדרלי של לוזאן, אוניברסיטת המדינה של פנסילבניה (Penn State), אוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, אוניברסיטת צ'ונגצ'ינג לדואר ותקשורת, ואוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין.

- לוגו שמופיע בדף זה גויס במיקור המונים ב-Crowdspring.

- המצגת "מפגשי מתמטיקה" (Math Encounters) מה-4 במאי 2016, במוזיאון הלאומי למתמטיקה בניו יורק, שכותרתה "שמירה על הפנים: טריקים של מידע לאהבה וחיים", התמקדה בעבודתו של שאנון בתורת האינפורמציה. הקלטת וידאו וחומרים אחרים זמינים.

רשימת פרסים והוקרה

פרס קלוד א. שאנון הוקם לכבודו; הוא היה גם הזוכה הראשון בו, בשנת 1973.

- מדליית סטיוארט בלנטיין של מכון פרנקלין, 1955

- חבר באקדמיה האמריקאית לאמנויות ומדעים, 1957

- פרס הארווי, הטכניון בחיפה, ישראל, 1972

- פרס אלפרד נובל, 1939 (פרס של אגודות הנדסה אזרחית בארה"ב)

- המדליה הלאומית למדעים, 1966, שהוגשה על ידי הנשיא לינדון ב. ג'ונסון

- פרס הזיכרון על שם מוריס ליבמן של המכון למהנדסי רדיו, 1949

- האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית, 1956

- מדליית הכבוד של המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה, 1966

- פרס צלחת הזהב של האקדמיה האמריקאית להישגים, 1967

- האקדמיה המלכותית ההולנדית לאמנויות ומדעים (KNAW), חבר זר, 1975

- חבר בחברה הפילוסופית האמריקאית, 1983

- חבר באקדמיה המלכותית האירית, 1985

- חבר באקדמיה הלאומית להנדסה של ארה"ב (1985)

- פרס מחקר בסיסי, קרן אדוארד ריין, גרמניה, 1991

- פרס מפעל חיים של אגודת מרקוני, 2000

- פרופסור דונר למדע, MIT, 1958–1979